【正文】 少。 “入世 ”后，國外質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格低的 VCM 將得到分銷權(quán)，有在國內(nèi)直接銷售的權(quán)利，國內(nèi) PVC 糊樹脂企業(yè)可以更加便利地獲得進(jìn)口的 VCM。不僅 VCM 如此，電石、鹽、化學(xué)助劑、 EDC 和一些關(guān)鍵設(shè)備也將如此，有利于企業(yè)執(zhí)行全球采購策略。 總之，綜合分析國內(nèi)外 PVC 糊樹脂生產(chǎn)與消費(fèi)現(xiàn)狀，我們 認(rèn)為，今后國內(nèi) PVC糊樹脂應(yīng)在引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過調(diào)整工藝配料和聚合條件，做好通用品種牌號的生產(chǎn)，力求達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)消耗定額低等；同時(shí)，針對人造革、運(yùn)輸帶、裝飾體、汽車膠粘劑、建筑涂料、專用手套等專有用途開發(fā)一些專用樹脂品種，形成各公司具年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計(jì) 7 有自己的特色產(chǎn)品來滿足國內(nèi)外用戶的需求；各生產(chǎn)廠家在現(xiàn)有生產(chǎn)基礎(chǔ)上，在力所能及情況下，盡可能地增加多種 PVC 糊樹脂生產(chǎn)技術(shù)裝置，以滿足不同用戶對 PVC糊樹脂的需求，同時(shí)提高自身產(chǎn)品在市場中的占有率；不斷加大應(yīng)用開發(fā)力度，拓寬PVC 糊樹脂的應(yīng)用范圍，以 PVC 糊樹脂的應(yīng)用 來促進(jìn) PVC 糊樹脂的生產(chǎn)，把我國PVC 糊樹脂生產(chǎn)向系列化、高品質(zhì)、大規(guī)模、低成本方向發(fā)展．及早趕上國外先進(jìn)水平，以迎接加入 WTO 后的挑戰(zhàn)。 市場分析 PVC 糊樹脂的國內(nèi)價(jià)格近年來總趨勢是穩(wěn)步上升， 1991 年 7800 元 /噸 左右， 1995年已漲至 10000~11000 元 /噸 。目前國產(chǎn)貨源的主流價(jià)格在 10000~10400 元 /噸之間。以下是 2020 年 3 月份我國 PVC 糊樹脂的價(jià)格 [4]，如表 ： 表 2020 年 3 月我國 PVC 糊樹脂的價(jià)格 產(chǎn)品來源 規(guī)格 市場價(jià)格 （ 元 /噸） 沈陽化 工 手套料 10100～ 10200 皮革料 10200 安徽氯堿 1702 貨源 9900 1152 貨源 10000 1311 貨源 13000 德國進(jìn)口 C69CQ,E70CQ,E74CC,E72CF 12020～ 13000(上海 ) LG 1120/1752 12600(上海 ) 天津化工 各類袋裝料 10200～ 10300 上海氯堿 各類袋裝料 11000 西安化工 各類袋裝料 9700 今年 2 月份，由于 PVC 糊樹脂下游加工企業(yè)受到春節(jié)假期的影響基本處于停工狀態(tài)，供需關(guān)系的變化使 得生產(chǎn)企業(yè)銷售面臨一定的壓力，部分企業(yè)在庫存壓力偏大的情況下對核心用戶的出貨價(jià)格有一定的優(yōu)惠，部分企業(yè)部分型號的價(jià)格已經(jīng)在10000 元 /噸以下。 3 月初，開始進(jìn)入 PVC 糊樹脂行業(yè)的傳統(tǒng)加工旺季。隨著天氣轉(zhuǎn)暖，下游企業(yè)安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計(jì) 8 開工率不斷提升，庫存進(jìn)一步消耗，會逐漸加大采購數(shù)量。華南地區(qū)糊樹脂消費(fèi)量在全國位列前茅，該地區(qū)開工率的下降對需求影響較大，并且對全國價(jià)格走勢有決定性影響。每年春節(jié)過后，作為外出務(wù)工人員較多的華南地區(qū)都要面臨招工困難的問題，但目前該地區(qū)工廠的招工問題已經(jīng)解決，下游加工企業(yè)的開工率將不斷提升，糊樹脂市場逐步進(jìn)入需求旺季。 隨著加工旺季的來臨，糊樹脂市場需求逐漸復(fù)蘇，目前國產(chǎn)貨源的主流價(jià)格在 10000~10400 元 /噸之間。因此，市場人士普遍看好后市，預(yù)計(jì)近期市場將依然保持穩(wěn)中小漲的局面。 然而，不利因素仍然不可忽視。國內(nèi)企業(yè)近幾年擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能迅速，今年二季度上海氯堿新增 4 萬噸項(xiàng)目將投入生產(chǎn)，天津渤天化工新增 6 萬噸項(xiàng)目三季度投產(chǎn)，另外東北高新將有 萬噸糊樹脂裝置二季度投入生產(chǎn)，今年總計(jì)新增產(chǎn)能將在 10 萬噸以上，市場競爭激烈。 另外，人民幣升值對糊樹脂出口外銷影響較大。由于國內(nèi)糊樹脂增產(chǎn)迅速，因此走出國 門出口外銷是必然之路，但是近期受到人民幣走勢強(qiáng)勁、升值迅速的影響，出口貨物的競爭力減小。此外，我國下游生產(chǎn)企業(yè)的糊樹脂產(chǎn)品的成品也有相當(dāng)一部分出口外銷，人民幣升值以及歐盟部分地區(qū)對中國相關(guān)產(chǎn)品的反傾銷也對出口造成不利影響。 總體分析，目前的市場是利空利好消息交織，雖然市場需求整體向好，但也不能盲目樂觀。因此建議企業(yè)對新增產(chǎn)能的消化要及早做出相關(guān)準(zhǔn)備，加強(qiáng)國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的相互交流，促進(jìn)全行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。同時(shí)各生產(chǎn)企業(yè)要繼續(xù)開發(fā)特種樹脂品種，深入到下游不同的制品領(lǐng)域，以期進(jìn)一步形成差異競爭、錯(cuò)位競爭的良好競爭格局 ，逐漸避免生產(chǎn)企業(yè)之間同類產(chǎn)品的惡性競爭。 設(shè)計(jì)意義 PVC糊樹脂是氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，分子量一般為5~12萬。由于 PVC糊樹脂具有較好的分散性并且成糊性優(yōu)良因此用途非常廣泛。 我國 PVC糊樹脂主要用于制造人造革、浸漬手套、紗窗、水田靴、工具把手、壁紙、地板卷材、蓄電池隔板和玩具等。隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，加之 PVC糊樹脂應(yīng)用開發(fā)的不斷深入，國內(nèi)市場對 PVC糊樹脂的需求仍具有較大的發(fā)展空間，特別是在汽車、建筑、電子和涂料等方面，對于拓寬 PVC糊樹脂的消費(fèi)， 促進(jìn) PVC糊樹脂的生產(chǎn)具有積極而現(xiàn)實(shí)的意義。 年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計(jì) 9 本次 課程 設(shè)計(jì)的課題是年產(chǎn) 20200 噸 PVC 糊樹脂聚合工藝的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的目的主要是在 課程 設(shè)計(jì)中鍛煉自己綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，從而提高制圖、運(yùn)算、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、查閱文獻(xiàn)資料、編寫說明書等技能。通過該途徑，使自己具有一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及對工廠主要車間的初步設(shè)計(jì)能力。 目前，世界聚氯乙烯糊樹脂年產(chǎn)量為 200萬余噸，生產(chǎn)工藝主要采用微懸浮法、種子乳液法和微懸浮種子法，產(chǎn)品主要集中于歐美和亞洲。上個(gè)世紀(jì)末，亞洲 PVC糊樹脂生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平得到迅速發(fā)展 。國外發(fā)達(dá)國家聚氯乙烯生產(chǎn)主要采用的是乙烯工藝路線，我國主要采用的主要是電石法生產(chǎn)工藝路線。隨著世界科技水平的逐步提高，各國不斷開發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，并對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，通過調(diào)整工藝配料和聚合條件，生產(chǎn)出更具有針對性和良好糊性能的樹脂，進(jìn)一步減少均化物料量、提高單釜含固量、提高生產(chǎn)效率、降低能耗、改進(jìn)樹脂生產(chǎn)的后處理工藝、提高生產(chǎn)的膠乳穩(wěn)定性等。 我在這次設(shè)計(jì)中所采用的生產(chǎn)方法是種子乳液聚合法， 選擇電石與水反應(yīng)生成乙炔進(jìn)而與氯化氫氣體加成制氯乙烯單體的原料路線。乳液聚合的生產(chǎn)原理為在有種子存在的條件下 ，如果乳化劑用量及加料量控制適當(dāng)，不在生成新的粒子時(shí)單體聚合生成新的聚合物，都在種子上增長。因而所得膠乳中初級粒子粒徑加大，而其數(shù)目沒有增加。 本次設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)工序：原料配制工序、種子制備工序、聚合工序、脫氣工序。所需要解決的問題有： （ 1）、原料的配制：主要包括氨水、鹽、催化劑和乳化劑的配制工藝設(shè)計(jì)； （ 2）、種子的制備：種子制備工藝條件、種子聚合釜的確定、種子貯存和計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； （ 3）、 聚 合 ：聚合反應(yīng)條件的確定、系統(tǒng)控制和優(yōu)化以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； （ 4）、 脫 氣 ：出料系統(tǒng)、回收未反應(yīng) VCM 單體 工藝的設(shè)計(jì)。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計(jì) 10 第二章 生產(chǎn)方法和工藝流程 設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)依據(jù) 2020 年 1 月 15 日，材料與化學(xué)工程學(xué)院下達(dá)的《安徽建筑工業(yè)學(xué)院 課程 設(shè)計(jì)任務(wù)書》 車間概況 該車間設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂。 主要原料：單體 ——氯乙烯； 生產(chǎn)原理：采用種子乳液聚合法。在有種子存在的條件下，如果乳化劑用量及加料量控制適當(dāng)，不在生成新的粒子時(shí) ， 單體聚合生成新的聚合物 都在種子上增長。因而所得膠乳中初級粒子粒徑加大，而其數(shù)目沒有增加。 工 藝路線的確定 A、聚合方法的確定 ： PVC 糊樹脂的生產(chǎn)方法主要有：種子乳液聚合法、微懸浮聚合法、乳液連續(xù)聚合法。從物料來源和技術(shù)發(fā)展成熟狀況等方面進(jìn)行綜合考慮，選擇種子乳液聚合法，不僅原料供應(yīng)方便，而且在技術(shù)上也可以得到保障。操作方式為間歇操作。 B、單體原料路線的確定 ： 通過比較乙烯法和電石法的優(yōu)缺點(diǎn)，由于國內(nèi)電石資源較為豐富，選用電石法成本較低。因此，綜合考慮選擇電石與水反應(yīng)生成乙炔進(jìn)而與氯化氫氣體加成制氯乙烯單體的原料路線。 C、引發(fā)劑的選擇 ： 依據(jù)資料得乳液聚合多選用氧化還原引發(fā)體系，因此，本次設(shè)計(jì)選擇過 硫酸銨 硫酸氫鈉 銅為引發(fā)劑。 D、乳化劑的選擇 ： 在氯乙烯乳液聚合中，乳化劑非常重要。它不僅決定了膠乳的性質(zhì)，而且決定了最終產(chǎn)品的性能。乳化劑的性質(zhì)和濃度、攪拌是控制聚合以及后處理過程中乳液穩(wěn)定性的主要參數(shù)，同時(shí)也是反應(yīng)釜壁掛膠與否的主要參數(shù)。因此，在聚合過程中，采用陰離子型乳化劑，而聚合結(jié)束后再加入非離子型乳化劑，使用十二醇硫酸鈉與十二醇復(fù)合乳化劑體系作為乳化劑。 聚合反應(yīng)機(jī)理及影響反應(yīng)的因素 A、聚合反應(yīng)機(jī)理 ： 氯乙烯聚合反應(yīng)屬于連鎖聚合反應(yīng)，其總反應(yīng)式為： 年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計(jì) 11 CH 2 CHCln ( C H C H )Cln2 B、影響反應(yīng)的因數(shù) ： 在氯乙烯聚合中，嚴(yán)格控制聚合條件，以減少生成新粒子的幾率。種子乳液的粒徑用量和乳化劑的用量及加入方式對乳液粒徑分布的影響極為重要。因此控制種子粒徑為 ～ ，其中一代種子為 1%單體的用量，二代種子為2%單體的用量。乳化劑用量為 %～ %單體，采用復(fù)合乳化劑體系，在聚合過程中先加入一半乳化劑，聚合結(jié)束再加入另一半。由于聚合過程中，采用銅作為催化劑，但銅離子只適用于堿性條件下的氯乙烯乳液聚合，因此，需控制 PH 值為 ～。理論上說，聚合溫度的升高，會使反應(yīng)速率加快，產(chǎn)物的分子量下降， 但過高的溫度會影響乳膠的質(zhì)量。因此，一般控制溫度在 55℃ 左右。 車間組成 該車間主要為聚合工段車間，主要由原料配制、罐區(qū)、計(jì)量、聚合等崗位組成。車間設(shè)備采用露天與產(chǎn)房相結(jié)合的原則。其中罐區(qū)采用露天布置，其它采用產(chǎn)房內(nèi)布置。 生產(chǎn)制度 采用年開工時(shí)間為 330 天，全裝置采用間歇操作方式 工藝流程簡介 脫吸工段 脫吸工段主要是制備 HCl 氣體，利用濃酸泵將濃酸槽中 32%的濃鹽酸輸入解吸塔中，途經(jīng)調(diào)節(jié)濃酸流量的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，用回流閥來控制其液位，鹽酸經(jīng)解吸塔噴成霧狀，冷卻后落 到底層的濃鹽酸再經(jīng)再沸器后，重復(fù)與酸霧充分混合后形成 HCl 氣體（夾有酸霧）。從解吸塔中出來的氣體（約 85177。5℃ ），經(jīng)過一冷（〈 40℃ ）和二冷（ 35℃冷鹽水）后，冷卻至 14177。2℃ ，再經(jīng)過復(fù)檔除霧器和酸霧過濾器后，進(jìn)入氯乙烯合成工段。而一冷、二冷、復(fù)檔除霧器和酸霧過濾器中殘余的酸由于重力作用流入冷凝酸貯槽中，經(jīng)處理后送入濃酸槽重新利用。再沸器的作用有兩個(gè)：一個(gè)是提供大量蒸汽；第二個(gè)是將剩余的酸蒸汽通過四個(gè)石墨冷卻器，冷卻至低于 45℃ ，然后送入稀酸槽中。 乙炔工段 乙炔發(fā)生工段主要有兩個(gè)工序：乙炔發(fā) 生工序和乙炔清凈工序。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計(jì) 12 乙炔發(fā)生工序： 電石由吊頭送到葫蘆提升井口，經(jīng)電動葫蘆吊至加料口加入。通入氮?dú)庵脫Q出發(fā)生器中的空氣，以防止爆炸。經(jīng)密封處理，通過振動篩將電石加入發(fā)生器中。電石遇到發(fā)生器內(nèi)大量的水而迅速反應(yīng)產(chǎn)生乙炔氣體，由發(fā)生器頂部溢出，經(jīng)過泥漿分離器、冷卻塔氣液分離器進(jìn)入氣柜。而電石分解后的稀電石漿，從溢流管流出，電石渣由發(fā)生器內(nèi)耙齒耙至渣至渣箱排渣。 清凈工序： 由冷卻塔出來的乙炔氣體進(jìn)入氣柜，經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)入氣液分離器，然后由氣液分離器的頂部出來進(jìn)入兩串聯(lián)清凈塔，與塔中的次氯酸鈉溶液相接觸，氣體中硫 、磷等雜質(zhì)被氧化成為酸性物質(zhì)，其后通入中和塔，利用 5%的 NaOH 堿液來中和體系中含有的酸性物質(zhì)，再送入欲冷器，以 5℃ 冷凍水除去乙炔中的水分后，送往氯乙烯合成工段。 氯乙烯合成工段 氯乙烯合成工藝主要分為四個(gè)系統(tǒng)，即 Vc 轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、 Vc 水洗系統(tǒng)、 Vc 精餾系統(tǒng)和 Vc 貯槽系統(tǒng)。 HCl 氣體與乙炔氣體經(jīng)混合塔充分混合后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行反應(yīng)生成氯乙烯氣體，之后進(jìn)入除汞器中除去催化劑汞，再分別進(jìn)入水洗塔和堿洗塔，除去氣體中未反應(yīng)的氯化氫氣體和一些酸性物質(zhì)。隨后通入 Vc 氣柜，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后送入冷凝器，再通入低沸塔和 高沸塔，除去氣體雜質(zhì)，經(jīng)冷凝器冷凝后送入貯槽中進(jìn)行貯存，利用單體泵輸送到聚合工段。 聚合工段 PVC 糊樹脂聚合工段是本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，它主要分為四個(gè)工序：配料工序、種子制備工序、聚合工序、脫氣工序。 配料工序：主要是指氨鹽（引發(fā)劑）、催化劑、乳化劑和后混合劑的制備。從市場上購買來的濃度為 20%的氨水儲存在氨劑貯槽中，以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。貯槽中的氨水經(jīng)氨劑輸送泵送到鹽溶解器、乳化劑溶解槽配制引發(fā)劑和乳化劑；另外，氨水的另一條線被輸送到卸料槽進(jìn)行脫氣。從溶解器中出來的鹽溶液被輸送到聚合釜；催化劑溶解 槽主要是用于配制催化劑，經(jīng)催化劑過濾器過濾后由催化劑加料泵送往聚合釜；由氨水貯槽過來的氨水進(jìn)入乳化劑溶解槽，在飽和蒸汽預(yù)熱下配制乳化劑，經(jīng)乳化劑過濾器過濾后由乳化劑加料泵輸送到聚合釜；另外，一部分乳化劑被送到后混合劑加料槽中，與粗后混合劑及 NaOH 溶液混合配制出后混合劑，經(jīng)過濾器過濾后由泵年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計(jì) 13 分別輸送聚合釜和卸料槽。 種子制備工序： 由種子聚合釜（ A）釜出來的乳漿經(jīng)過種子過濾